Υπόστρωμα SiC 4inch p-type 4H/6H-P n-type 3C-N μηδενική ποιότητα παραγωγής

SiC υποστρώμα 4 ιντσών τύπου P 4H/6H-P τύπου N 3C-N μηδενικής ποιότητας

Η περίληψη του υποστρώματος SiC τύπου P

Τα υποστρώματα P-type Silicon Carbide (SiC) είναι απαραίτητα στην ανάπτυξη προηγμένων ηλεκτρονικών συσκευών, ιδίως για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή ισχύ, υψηλή συχνότητα,και υψηλής θερμοκρασίαςΗ παρούσα μελέτη διερευνά τις δομικές και ηλεκτρικές ιδιότητες των υπόστρωτων SiC τύπου P, τονίζοντας τον ρόλο τους στην ενίσχυση της απόδοσης της συσκευής σε σκληρά περιβάλλοντα.Μέσω αυστηρών τεχνικών χαρακτηρισμού, συμπεριλαμβανομένων των μετρήσεων του αποτελέσματος Hall, της φασματοσκοπίας Raman, και της διαθλίωσης ακτίνων Χ (XRD), καταδεικνύουμε την ανώτερη θερμική σταθερότητα, την κινητικότητα φορέα,και ηλεκτρική αγωγιμότητα των υπόστρωτων SiC τύπου PΤα ευρήματα αποκαλύπτουν ότι τα υποστρώματα SiC τύπου P παρουσιάζουν χαμηλότερη πυκνότητα ελαττωμάτων και βελτιωμένη ομοιομορφία ντόπινγκ σε σύγκριση με τους αντίστοιχους τύπους N.καθιστώντας τους ιδανικούς για συσκευές ημιαγωγών ισχύος επόμενης γενιάςΗ μελέτη ολοκληρώνεται με γνώσεις σχετικά με την βελτιστοποίηση των διαδικασιών ανάπτυξης SiC τύπου P, ανοίγοντας τελικά το δρόμο για πιο αξιόπιστες και αποτελεσματικές συσκευές υψηλής ισχύος σε βιομηχανικές και αυτοκινητοβιομηχανικές εφαρμογές..

Ιδιότητες του υποστρώματος SiC τύπου P

1.Ηλεκτρικές ιδιότητες:

• Τύπος ντόπινγκ:Τύπος P (συνήθως ενισχυμένο με στοιχεία όπως αλουμίνιο (Al) ή βόριο (B))
• Τραπέζι:3.23 eV (για 4H-SiC) ή 3.02 eV (για 6H-SiC), ευρύτερο από αυτό του πυριτίου (1.12 eV), το οποίο επιτρέπει καλύτερη απόδοση σε εφαρμογές υψηλών θερμοκρασιών.
• Συγκέντρωση φορέα:Συνήθως στο εύρος των$\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">1</span></span>}{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">0</span></span>}}^{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">15</span></span>}}$10^{15}1015να$\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">1</span></span>}{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">0</span></span>}}^{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">19</span></span>}}$10^{19}1019μm${}^{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">-\; -\; -</span></span>\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">3</span></span>}}$- Δεν ξέρω.- - -3, ανάλογα με το επίπεδο ντόπινγκ.
• Κινητικότητα τρύπας:Αφορά από 20 έως 100 cm2/V·s, η οποία είναι χαμηλότερη από την κινητικότητα των ηλεκτρονίων λόγω της βαρύτερης αποτελεσματικής μάζας των τρυπών.
• Αντίσταση:Τα επίπεδα ποικίλλουν από χαμηλά (ανάλογα με τη συγκέντρωση ντόπινγκ) έως μέτρια υψηλά, ανάλογα με το επίπεδο ντόπινγκ.

2.Θερμικές ιδιότητες:

• Θερμική αγωγιμότητα:Το SiC έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα, περίπου 3,7-4,9 W/cm·K (ανάλογα με τον πολυτύπο και τη θερμοκρασία), η οποία είναι πολύ υψηλότερη από το πυρίτιο (~ 1,5 W/cm·K).Αυτό επιτρέπει την αποτελεσματική διάχυση της θερμότητας σε συσκευές υψηλής ισχύος.
• Υψηλό σημείο τήξης:Περίπου 2700 °C, καθιστώντας το κατάλληλο για εφαρμογές υψηλών θερμοκρασιών.

3.Μηχανικές ιδιότητες:

• Σκληρότητα:Το SiC είναι ένα από τα σκληρότερα υλικά, με σκληρότητα Mohs περίπου 9, γεγονός που το καθιστά εξαιρετικά ανθεκτικό στη φυσική φθορά.
• Το Μοντέλο του Γιανγκ:Περίπου 410-450 GPa, γεγονός που δείχνει ισχυρή μηχανική δυσκαμψία.
• Δυνατότητα κατά το κάταγμα:Παρόλο που το SiC είναι σκληρό, είναι κάπως εύθραυστο, με αντοχή κατά το κάταγμα περίπου 3 MPa·m${}^{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">1</span></span>}\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">/</span></span>}\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">2</span></span>}}$Πάρτε το.1/2.

4.Χημικές ιδιότητες:

• Χημική σταθερότητα:Το SiC είναι χημικά αδρανές και εξαιρετικά ανθεκτικό στα περισσότερα οξέα, αλκαλικά και οξείδωση.
• Αντίσταση στην οξείδωση:Το SiC σχηματίζει ένα προστατευτικό στρώμα διοξειδίου του πυριτίου (SiO2) όταν εκτίθεται σε οξυγόνο σε υψηλές θερμοκρασίες, γεγονός που ενισχύει την αντοχή του στην οξείδωση.

5.Οπτικές ιδιότητες:

• Διαφάνεια:Τα υποστρώματα SiC δεν είναι οπτικά διαφανή στο ορατό φως, αλλά μπορούν να είναι διαφανή στο υπέρυθρο φάσμα, ανάλογα με τη συγκέντρωση και το πάχος του ντόπινγκ.

6.Σκληρότητα ακτινοβολίας:

• Το SiC παρουσιάζει εξαιρετική αντοχή σε ζημιές από ακτινοβολία, πράγμα που είναι ευεργετικό για διαστημικές και πυρηνικές εφαρμογές.

7.Συνηθισμένοι πολυτύποι:

• Οι πιο συνηθισμένοι πολυτύποι SiC που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικές συσκευές είναι 4H-SiC και 6H-SiC. Αυτοί οι πολυτύποι διαφέρουν στη σειρά στοιβάσματος τους, η οποία επηρεάζει τις ηλεκτρονικές ιδιότητες του υλικού,όπως η κινητικότητα του φορέα και το bandgap.

Δελτίο δεδομένων του υποστρώματος SiC τύπου P

Εφαρμογή του υποστρώματος SiC τύπου P

1.Ηλεκτρονική ενέργεια:

• Συσκευές υψηλής τάσης:Τα υποστρώματα SiC τύπου P χρησιμοποιούνται σε MOSFET ισχύος, διόδους Schottky και θυρίστορες για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή τάση, υψηλή ισχύ και υψηλή απόδοση.Αυτές οι συσκευές είναι ζωτικής σημασίας για τα συστήματα μετατροπής ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτρικών οχημάτων, των συστημάτων ανανεώσιμης ενέργειας (π.χ. ηλιακοί μετατροπείς) και των βιομηχανικών κινητήρων.
• Αυξημένη αποτελεσματικότητα και αξιοπιστία:Το ευρύ εύρος ζώνης του SiC επιτρέπει στις συσκευές να λειτουργούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες, τάσεις και συχνότητες από τις παραδοσιακές συσκευές με βάση το πυρίτιο.που οδηγεί σε αυξημένη απόδοση και μειωμένο μέγεθος ηλεκτρονικών συσκευών ισχύος.

2.Συσκευές ραδιοσυχνοτήτων και μικροκυμάτων:

• Εφαρμογές υψηλής συχνότητας:Τα υποστρώματα SiC τύπου P χρησιμοποιούνται σε ενισχυτές RF (Ραδιοσυχνοτήτων), μείγματα και ταλαντωτές, ιδιαίτερα σε συστήματα επικοινωνίας, συστήματα ραντάρ και δορυφορικές επικοινωνίες.Η υψηλή θερμική αγωγιμότητα του SiC εξασφαλίζει ότι αυτές οι συσκευές διατηρούν τις επιδόσεις ακόμη και σε λειτουργία υψηλής ισχύος.
• 5G τεχνολογία:Η ικανότητα λειτουργίας σε υψηλότερες συχνότητες και υψηλότερες πυκνότητες ισχύος καθιστά τα υπόστρωμα SiC ιδανικά για συσκευές στην υποδομή επικοινωνιών 5G.

3.Δορυφόροι LED και οπτοηλεκτρονικές συσκευές:

• Υπόστρωμα LED:Το SiC τύπου P χρησιμοποιείται ως υλικό υποστρώματος για την παραγωγή LED, ιδίως για την εκπομπή μπλε και πράσινου φωτός.Η θερμική του σταθερότητα και η αντιστοιχία του πλέγματος με τους ημιαγωγούς με βάση τα νιτρίδια (όπως το GaN) το καθιστούν κατάλληλο για LED υψηλής φωτεινότητας που χρησιμοποιούνται στον φωτισμό αυτοκινήτων, οθόνες και γενικό φωτισμό.
• Φωτοανιχνευτές και ηλιακές κυψέλες:Τα υποστρώματα SiC χρησιμοποιούνται σε φωτοανιχνευτές υπεριώδους ακτινοβολίας και ηλιακά κύτταρα υψηλής απόδοσης λόγω της ικανότητάς τους να αντέχουν σε ακραία περιβάλλοντα, όπως υψηλές θερμοκρασίες και έκθεση σε ακτινοβολία.

4.Ηλεκτρονικά προϊόντα υψηλής θερμοκρασίας:

• Αεροδιαστημική και Άμυνα:Οι συσκευές με βάση το SiC είναι ιδανικές για αεροδιαστημικές και αμυντικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των συστημάτων ελέγχου κινητήρων αεριωθούμενων,όπου τα εξαρτήματα πρέπει να λειτουργούν αξιόπιστα σε υψηλές θερμοκρασίες και υπό ακραίες μηχανικές πιέσεις.
• Έρευνα πετρελαίου και φυσικού αερίου:Οι συσκευές SiC χρησιμοποιούνται σε συστήματα γεώτρησης και παρακολούθησης κάτω από τρύπες, όπου απαιτείται ηλεκτρονική συσκευή υψηλής θερμοκρασίας για να αντέξει τα σκληρά περιβάλλοντα των πηγών πετρελαίου και φυσικού αερίου.

5.Εφαρμογές στον κλάδο της αυτοκινητοβιομηχανίας:

• Ηλεκτρικά οχήματα:Τα υποστρώματα SiC τύπου P επιτρέπουν την παραγωγή αποδοτικών ηλεκτρονικών συσκευών ισχύος που χρησιμοποιούνται σε μετατροπείς, φορτιστές ηλεκτρικών οχημάτων και ενσωματωμένα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας,συμβάλλοντας στη βελτίωση της εμβέλειας και της ταχύτητας φόρτισης των ηλεκτρικών οχημάτων.
• Υβριδικά και ηλεκτρικά κινητήρες:Η υψηλότερη απόδοση και θερμική απόδοση των συσκευών ισχύος SiC τις καθιστούν κατάλληλες για εφαρμογές κινητήρων αυτοκινήτων, όπου η μείωση του βάρους και η βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης είναι ζωτικής σημασίας.

6.Βιομηχανική και ανανεώσιμη ενέργεια:

• Ηλιακοί μετατροπείς:Τα υποστρώματα SiC επιτρέπουν την ανάπτυξη πιο συμπαγών και αποτελεσματικών μετατροπών σε φωτοβολταϊκά συστήματα, τα οποία μετατρέπουν την ισχύ συνεχούς ρεύματος που παράγεται από ηλιακούς συλλέκτες σε ισχύ εναλλασσόμενου ρεύματος.
• Συστήματα αιολικής ενέργειας:Στις ανεμογεννήτριες, οι συσκευές SiC χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση της απόδοσης των συστημάτων μετατροπής ισχύος, τη μείωση των ενεργειακών απωλειών και τη βελτίωση της συνολικής αξιοπιστίας του συστήματος.

7.Ιατρικές συσκευές:

• Ιατρικός εξοπλισμός απεικόνισης και διάγνωσης:Οι συσκευές που βασίζονται σε SiC χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικά συστήματα υψηλής συχνότητας και υψηλής ισχύος για συστήματα απεικόνισης, όπως οι σαρωτές ΤΤ και οι μηχανές ακτινογραφίας, όπου η αξιοπιστία και η θερμική διαχείριση είναι κρίσιμες.